周波数応答を利用した2次元熱反応炉の温度分布制御

カテゴリ: 部門大会

論文No: GS1-2

グループ名: 【C】平成25年電気学会電子・情報・システム部門大会講演論文集

発行日: 2013/09/04

タイトル(英語): Temperature distribution control of the two-dimensional heat reaction furnace using frequency response

著者名: 水野 弘健(岡山大学),今井 純(岡山大学),高橋 明子(岡山大学),舩曳 繁之(岡山大学)

著者名(英語): Hirotake Mizuno(Okayama University),Jun Imai(Okayama University),Akiko Takahashi(Okayama University),Funabiki Shigeyuki(Okayama University)

キーワード: 多変数系|ガラーキン法|2次元分布定数系2次元分布定数系|Multivariate system|Galerkin method|Two-dimensional distributed parameter system

要約(日本語): 溶鉱炉などの熱反応炉の操業において温度分布の管理は重要な課題である。しかし内部の現象が複雑であるため、その自動化は容易でない。そのためモデルにもとづき炉の内部の状態を推定して自動制御を行うアプローチが考えられる。本研究は炉の下部にある羽口からの吹き込み（ガス速度）を加減して炉内の温度分布を制御しようとするものである。炉の内部についてガス速度、ガス温度、固体温度の微分方程式から時間と空間について数学モデルが得られ、ガラーキン法を用いて関数近似を行い、線形の状態空間モデルを導出する。本研究の特徴は近似の試行関数に2次元の周波数応答の分布を用いることにあり、これは差分法による数値計算により容易に求められる。これによるモデルの低次元化によって、壁面に設置された温度センサにもとづく状態観測器で高精度な状態フィードバック制御が少ない計算コストで構成できることを確認した。

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